CN101791788B - 一种冷压烧结金刚石磨盘制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种冷压烧结金刚石磨盘制备方法，属粉末冶金技术领域，用于解决金刚石磨盘工艺复杂、成本高问题。技术方案包括粉料配制、刀头生坯冷压成型、基体制备等工序，特别之处是：取已制备的刀头生坯和基体，将铜基钎料均匀的涂抹在刀头生坯的过渡层面上，然后经工装定位，将刀头生坯与基体置入管式炉中在还原气氛下，经850℃-920℃高温烧结50-70分钟，一次性完成刀头与基体的联结。本发明方法摒弃传统的刀头与基体高频焊接联结工艺，以价格优势较大的铜基钎料替代银基钎料，采用在还原气氛下管式炉连续冷压烧结，将刀头的烧结和焊接两步工序合二为一，在保证刀头和基体之间联结强度的前提下，较好地解决了钎焊磨盘成本高、生产工艺复杂问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种金刚石刀具制备方法，特别是用于石材等建筑材料磨削加工的冷压烧结金刚石磨盘制备方法，属粉末冶金技术领域。
背景技术
金刚石磨盘是用于建筑、装修领域对石材等坚硬的建筑材料进行磨削加工的刀具，随经济建设的快速发展，金刚石磨盘的市场需求量也在逐步增加。金刚石磨盘由金刚石刀头与基体组成，制作过程中将金刚石刀头与基体分别制备，然后再采用焊接的工艺方法将金刚石刀头固接在基体上。在现有技术中，普遍采用的方法是金刚石刀头在真空热压设备中烧结，缺点是模具损耗大，生产成本较高；刀头与基体的联结技术采用高频感应钎焊，钎料使用价格昂贵的银基焊片。现有金刚石磨盘制作工艺复杂、生产周期长，使得制备的金刚石磨盘整体性价比低。
发明内容
本发明用于克服已有技术的缺陷而提供一种将刀头烧结和焊接两步工序合二为一，在保证刀头和基体之间联结强度的前提下，可大幅降低生产成本的冷压烧结金刚石磨盘制备方法。
本发明所称问题是以下述技术方案解决的：
一种冷压烧结金刚石磨盘制备方法，它包括粉料配制、刀头生坯冷压成型、基体制备等工序，其特别之处是：取已制备的刀头生坯和基体，将铜基钎料均匀的涂抹在刀头生坯的过渡层面上，然后经工装定位，将刀头生坯与基体置入管式炉中在还原气氛下，经850℃-920℃高温烧结50-70分钟，一次性完成刀头与基体的联结。
上述冷压烧结金刚石磨盘制备方法，所述铜基钎料由下述重量单位的原料组成：Cu80-90，AL 2，Sn 5-10，Mn 1-5，Pb 1-5。
上述的冷压烧结金刚石磨盘制备方法，其特征在于：所述铜基钎料粉末粒度为-300目，氢损≤0.13％，松比3.3±0.3g/cm3。
本发明方法针对现有金刚石磨盘制做工艺复杂、生产成本高的问题进行了改进，该方法摒弃传统的刀头与基体高频焊接联结工艺，以价格优势较大的铜基钎料替代银基钎料，采用在还原气氛下管式炉连续冷压烧结，将刀头的烧结和焊接两步工序合二为一，在保证刀头和基体之间联结强度的前提下，较好地解决了钎焊磨盘成本高、生产工艺复杂的问题。采用本发明方法制作的金刚石磨盘锋利度好、寿命长、工艺简单、成本低。采用该方法技术还可根据不同石材和建筑材料的性能，开发具有针对性的金刚石刀具。
具体实施方式
本发明所述冷压烧结金刚石磨盘制备方法生产流程如下：刀头粉料混配、粉料冷压成型、基体制作、刀头生坯和基体整体烧结、磨盘动平衡检测、磨盘抛丸、喷漆、开刃、检验、包装。
所述刀头粉料配混是指按照常规方法将金属粉、金刚石粉一起在混料机容器中初步混匀后，最后加入液体石蜡再混均匀即可。
所述的粉料冷压成型，是指粉料经过称量后均匀投入组装好的专用模具内，再经压机压制，从而制得刀头生坯，压力为1-2T/cm2。
所述刀头生坯和基体整体烧结，是本发明的关键技术，它将刀头的烧结和焊接两步工序合二为一。它是指在刀头生坯过渡层面上均匀的涂抹铜基钎料，然后通过工装定位，将刀头生坯与基体进行组装，以石墨模具为载体，置入管式炉中在还原气氛下，经850℃-920℃高温烧结50-70分钟，使铜基合金粉末高温下呈液态，并在刀头和基体结合面上润湿、填充、铺展，冷却凝固后将刀头生坯与基体紧固联结。同时刀头生坯经过高温烧结合金化后，具有一定机械强度和硬度(标准试块29.5mm×7.5mm×5.5mm抗折强度≥1.5KN洛氏硬度HRB 85±5)。本发明所述铜基钎料是基于反复试验得出的，其配比为Cu 80-90，AL2，Sn 5-10，Mn 1-5，Pb 1-5。铜基钎料为采用用雾化粉末冶金技术制成的合金粉末，粉末粒度为-300目，氢损≤0.13％，松比3.3±0.3g/cm3。
所述磨盘动平衡检测，是指磨盘在高速旋转状态下，因刀头重量偏差和移位引起的不平衡，表现为震动大，磨盘需要进行动平衡修正处理。
所述磨盘抛丸，是指磨盘表面需做光洁度处理。
所述喷漆，是指磨盘表面需做防锈处理。
所述开刃，是指磨盘刀头需要经磨削处理，使金刚石刀头中的金刚石出露。
所述包装，是指按产品设计要求，以方便保存、运输。
以下提供几个具体实施例：
实施例1：分别按照常规技术制备刀头生坯和基体；按照如下配比(质量比)称取铜基钎料原料：Cu 80，AL 2，Sn 7，Mn 1，Pb 2，将上述原料采用雾化粉末冶金技术制成铜基钎料合金粉末，粉末粒度为-300目，氢损≤0.13％，松比3.3±0.3g/cm3；按照质量比液体石蜡∶铜基钎料为1∶2的比例将二者混合为粘稠状，均匀的涂抹在刀头生坯的过渡层面上，然后经工装定位，以石墨模具为载体，将刀头生坯与基体置入管式炉中在还原气氛下，经850℃高温烧结70分钟，一次性完成刀头与基体的联结。
实施例2：分别按照常规技术制备刀头生坯和基体；按照如下配比(质量比)称取铜基钎料原料：Cu 90，AL 2，Sn 10，Mn 5，Pb 5，将上述原料采用雾化粉末冶金技术制成铜基钎料合金粉末，粉末粒度为-300目，氢损≤0.13％，松比3.3±0.3g/cm3；按照质量比液体石蜡∶铜基钎料为1∶2的比例将二者混合为粘稠状，均匀的涂抹在刀头生坯的过渡层面上，然后经工装定位，以石墨模具为载体，将刀头生坯与基体置入管式炉中在还原气氛下，经890℃高温烧结60分钟，一次性完成刀头与基体的联结。
实施例3：分别按照常规技术制备刀头生坯和基体；按照如下配比(质量比)称取铜基钎料原料：Cu 85，AL 2，Sn 5，Mn 3，Pb 1，将上述原料采用雾化粉末冶金技术制成铜基钎料合金粉末，粉末粒度为-300目，氢损≤0.13％，松比3.3±0.3g/cm3；按照质量比液体石蜡∶铜基钎料为1∶2的比例将二者混合为粘稠状，均匀的涂抹在刀头生坯的过渡层面上，然后经工装定位，以石墨模具为载体，将刀头生坯与基体置入管式炉中在还原气氛下，经920℃高温烧结50分钟，一次性完成刀头与基体的联结。
Claims (2)
1.一种冷压烧结金刚石磨盘制备方法，它包括粉料配制、刀头生坯冷压成型、基体制备工序，其特征在于：取已制备的刀头生坯和基体，将铜基钎料均匀的涂抹在刀头生坯的过渡层面上，然后经工装定位，将刀头生坯与基体置入管式炉中在还原气氛下，经850℃-920℃高温烧结50-70分钟，一次性完成刀头与基体的联结；所述铜基钎料由下述重量单位的原料组成：Cu 80-90，AL 2，Sn 5-10，Mn 1-5，Pb 1-5。
2.根据权利要求1所述的冷压烧结金刚石磨盘制备方法，其特征在于：所述铜基钎料粉末粒度为-300目，氢损≤0.13％，松比3.3±0.3g/cm3。
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